Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager.
Bisheriger Stand der Technik
Bisher bekannte Lösungen der Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager, beschrieben z.B. in den Patentschriften JP56026226A2 oder JP3566002 B2, beruhen in der Regel auf den am Rahmen der Anlage in der Nähe der angeordneten einzelnen Wälzlager angebrachten Beschleunigungsgebern. In diesem Fall gehen die Vibrationen als Zeichen eines Lagerschadens infolge der geringeren Drehzahl im gemessenen Frequenzspektrum unter und die Schäden können insbesondere in einem frühen Stadium nicht korrekt erkannt werden.
Ferner sind Lösungen bekannt, wo Geber verwendet werden, die zum Maschinenrahmen angeschlossen sind und laufend die Position eines Punktes auf der Stirnfläche der Welle abtasten. In diesem Fall weicht die Trajektorie des Punktes an der Stirnfläche der Welle von der Kreisbahn erst bei einem fortgeschrittenen Schaden ab, in der Regel unmittelbar vor der Zerstörung des Lagers, was nachteilig ist.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager gelöst, die durch einen Rahmen gebildet wird, in dem eine Welle angeordnet ist, die wenigstens ein Wellenlager aufweist.
Die Darstellung der Erfindung liegt darin, dass an dem Wellenlager ein Referenzelement angeordnet ist, das ein Lager aufweist, mit Hilfe dessen das Referenzelement drehbar gegenüber dem Rahmen gelagert ist. Das Referenzelement ist also sowohl gegenüber der Welle, wie auch gegenüber dem Rahmen frei drehbar.
Der Lagerschaden wird in einem frühen Stadium mittels des Positionsgebers signalisiert, der zwischen dem Referenzelement und dem Rahmen angeordnet ist.
In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführung ist das Referenzelement mit einem Alternativantrieb gekoppelt, mittels dem das rotierende Referenzelement Vibrationen auslöst, die vom Vibrationsgeber aufgenommen werden, der am Rahmen im Bereich des Lagers des Referenzelementes und des Wellenlagers angeordnet ist.
In einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung wird das Referenzelement aus Einbaugründen durch zwei Teile gebildet, die mit einem Bindeglied lösbar verbunden sind.
Übersicht der Figuren der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen die Fig. 1 die Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager in einer Schnittdarstellung, die Fig. 2 die alternative Ausführung der Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager in einer Schnittdarstellung, die Fig. 3 die Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager in einer vorteilhaften Aufbauanordnung in einer Schnittdarstellung und die Fig. 4 die alternative Ausführung der Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager in einer vorteilhaften Aufbauanordnung in einer Schnittdarstellung.
Ausführungsbeispiel der Erfindung
Die Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager, die gebildet wird durch einen Rahmen 1, der an der Konsole 9 befestigt ist, wobei im Rahmen 5 die Welle 1 angeordnet ist, die in den Wellenlagern 2 gelagert ist. An den Wellenlagern 2 ist ein Referenzelement 3 angeordnet, das die Lager 4 aufweist, mittels deren das Referenzelement 3 drehbar gegenüber dem Rahmen 5 angeordnet ist. Das Referenzelement 3 ist also sowohl gegenüber der Welle 1, wie auch gegenüber dem Rahmen 5 frei drehbar. Zum Rahmen 5 ist ein Positionsgeber 6 befestigt, der mit dem Referenzelement 3 verknüpft ist. An der Welle 1 ist ein Antriebsrad 13 angeordnet, das Bestandteil eines näher nicht spezifizierten Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) ist.
Die Fig. 2 zeigt die Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager in einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführung. Die Vorrichtung wird gebildet durch den an der Konsole 9 befestigten Rahmen 5, in dem die Welle 1 angeordnet ist, welche in den im Referenzelement 3 angeordneten Wellenlagern 2 gelagert ist. Das Referenzelement ist in den Lagern 4 gelagert, die zum Rahmen 5 befestigt sind. Die beschriebene Anordnung stellt sicher, dass das Referenzelement 3 sowohl gegenüber der Welle 1, wie auch gegenüber dem Rahmen 5 frei drehbar ist. Die Vorrichtung umfasst weiter einen Alternativantrieb 7, der mit dem Referenzelement 3 gekoppelt ist. Die Kopplung des Referenzelementes 3 mit dem Alternativantrieb 7 ist mittels einer angetriebenen Riemenscheibe 10 mit Riemen 11 sichergestellt. An dem Rahmen 5 in der Nähe der Lagerung der Wellenlager 2 und der Lager 4 sind die Vibrationsgeber 12 angeordnet. An der Welle 1 ist ein Antriebsrad 13 angeordnet, das Bestandteil eines näher nicht spezifizierten Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) ist.
Aus Konstruktionsgründen kann das Referenzelement 3 aus zwei Teilen 3', 3" bestehen, die lösbar mittels eines Bindeglieds 8 (s. Fig. 3 und 4) verbunden sind.
Während des Betriebes der Vorrichtung zur Schadensdiagnostik für langsam drehende Wälzlager (Fig. 1, 3) wird über den Antriebsrad 13 die Welle 1 angetrieben, die sich in den Wellenlagern dreht 2, wobei sich das Referenzelement 3, das drehbar zwischen den Wellenlagern 2 und den Lagern 4 angeordnet und über den Positionsgeber 6 mit dem Rahmen 5 verbunden ist, nicht bewegt. Bei Entstehung einer Beschädigung der Wellenlager 2 steigt deren Rollwiderstand, so dass das Referenzelement 3 zusammen mit der Welle 1 gedreht wird. Die Bewegung des Referenzelementes 3 wird durch den Bewegungsgeber 6 aufgenommen und ausgewertet, so dass die Beschädigung des Wellenlagers 2 bereits in einem Frühstadium signalisiert wird. Bei einer Beschädigung der Lager 4, in denen das Referenzelement 3 gegenüber dem Rahmen 5 gelagert ist, wird durch die beschränkte Beweglichkeit des Referenzelementes 3 die Beschädigung des Lagers 4 bereits in einem frühen Stadium signalisiert.
In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführung (Fig. 2, 4) ist das Referenzelement. 3 mit einem Alternativantrieb 7 mit vordefinierter höheren Drehzahl als die Drehzahl der Welle 1 gekoppelt. Diese Drehzahl bewirkt in Abhängigkeit von der Beschädigung der Wellenlager 2 oder der Lager 4 ausreichend intensive Vibrationen, die von den Vibrationsgebern 12 aufgenommen und nachfolgend ausgewertet werden.
Bezugszeichenliste
- 1
- Welle
- 2
- Wellenlager
- 3
- Referenzelement
- 4
- Lager
- 5
- Rahmen
- 6
- Positionsgeber
- 7
- Alternativantrieb
- 8
- Bindeglied
- 9
- Konsole
- 10
- Riemenscheibe
- 11
- Riemen
- 12
- Vibrationsgeber
- 13
- Antriebsrad